背景接头连接蛋白JMY是人们新发现的p53关键转录辅助因子之一,p53在神经系统中的重要作用已被人们发现,涉及大脑发育、癫痫、脑肿瘤、阿尔茨海默病等方面。因此JMY在脑内可能具有潜在的作用。体外实验发现JMY可通过调控actin成核而影响神经突的生长过程。然而迄今为止,针对JMY的研究多集中于细胞与胚胎方面,对其在成年神经系统中的表达及生物学功能研究甚少。目的了解JMY在小鼠体内与脑内的分布规律;初步探究JMY对学习记忆等脑内高级功能的作用以及神经元兴奋性相关调控机制。我们开展了以下研究工作。方法我们在本项工作中综合利用了遗传学、组织形态学、动物行为学、分子生物学与蛋白质组学等方面手段展开研究。首先通过免疫组化、RT-PCR、Western blot观察JMY在不同神经细胞类型、小鼠体内和脑内的表达规律;然后利用Cre-loxp系统制备Jmy条件性基因敲除小鼠,通过一系列行为学实验对其进行检测,以解析JMY在脑内的生物学功能;进一步地,我们使用匹罗卡品诱导癫痫模型、电刺激点燃模型造成大脑的过度兴奋性状态,观察Jmy条件性基因敲除小鼠的表型变化并分析JMY在其中的调控作用;最后我们通过蛋白质组学分析和分子生物学实验,对JMY在脑内作用的相关分子机制进行了初步探索。结果我们首先观察JMY在脑内不同类型细胞中的表达情况。结果显示,JMY在神经元中存在表达。我们进一步检测成年小鼠体内的JMY表达情况。观察到JMY在大脑、脊髓等各个器官组织中均有不同程度的表达。在嗅球、皮层、海马、丘脑和小脑等各脑区组织中,JMY均有广泛的表达。以上结果提示,JMY在脑内具有潜在的生物学功能,与神经元密切相关。为了进一步明确JMY在生理状态下脑内发挥的功能,我们使用Cre-loxp系统制备了Nestin-Cre;Jmy-/-条件性基因敲除小鼠,通过Morris水迷宫、Y迷宫、新物体识别、三箱社交等一系列行为学实验来进行研究。结果显示在脑内敲除Jmy后,小鼠的空间学习能力、空间参考记忆、空间工作记忆以及物体识别记忆能力出现损害,社交记忆也可能存在受损的现象。为了进一步明确JMY在学习记忆功能中发挥作用的脑区,我们制备了Emx1-Cre;Jmy-/-条件性基因敲除小鼠,从而在学习记忆的关键脑区—边缘叶系统中敲除Jmy。通过行为学实验分析后,我们观察到,与全脑敲除Jmy小鼠类似地,在边缘叶系统中敲除Jmy的小鼠学习记忆能力受到了损害。兴奋性是大脑的重要特性,兴奋性平衡是学习与记忆功能形成的必要条件,脑内兴奋性过度是引起多种疾病的原因。我们以癫痫作为脑过度兴奋状态的极端范式,来研究JMY对大脑过度兴奋状态的调节作用。我们首先利用匹罗卡品诱导癫痫模型,在脑内造成神经元持续过度兴奋状态,结果显示JMY出现一过性表达上调。我们也在电刺激点燃模型中观察到类似的现象。因此,JMY在脑内过度活化时出现表达改变,提示JMY可能对脑兴奋性存在潜在的作用。接下来,我们利用Nestin-Cre;Jmy-/-小鼠制作电刺激点燃模型,以量化观察大脑兴奋性逐步提高的过程中JMY所起到的作用。结果显示,Jmy在脑内被敲除后,电刺激所诱发的癫痫发作进程加快以及后放电时程出现了延长的现象。我们进一步使用Timm染色观察电刺激点燃模型中苔藓纤维发芽的情况,结果显示,Jmy被敲除后,脑内苔藓纤维发芽程度加重。我们进一步使用Emx-Cre;Jmy-/-小鼠制作电刺激点燃模型,以观察JMY在边缘叶系统中对癫痫的发生发展以及相应病理改变的影响。结果显示,在边缘叶敲除Jmy后,电刺激诱导的后放电时程延长,脑内苔藓纤维发芽程度加重。为了进一步探讨JMY在脑内发挥作用的具体分子机制,我们通过质谱分析,筛选出在脑内敲除Jmy后出现表达差异的蛋白33个,其中呈上调变化的21个、下调变化的12个,上调倍数最高是TP53RK（2.5）、下调倍数最高是钾离子通道相关蛋白KCNS2（0.65）。进一步通过结构域、GO功能以及KEGG通路三方面进行功能分析,结果提示差异蛋白可能与神经元兴奋性相关。通过比较Nestin-Cre;Jmy-/-小鼠与对照组小鼠在本底水平与Kindling刺激12h后的脑内m RNA变化,对编码差异蛋白的基因进行了筛选。结果显示,在电刺激后,c KO小鼠脑内Kcns2出现显著下调。结论在生理状态下,JMY在维持成年小鼠的空间学习能力、空间参考记忆、空间工作记忆以及物体识别记忆等学习记忆功能方面起到重要作用;在癫痫发作所诱导的小鼠脑内过度兴奋状态中,JMY具有一定的负向调控作用。调控神经元兴奋性是JMY在小鼠脑内发挥功能的潜在作用机制。因此,我们的研究揭示了JMY在脑内新的生物学功能,本研究拓展了对学习记忆调节机制的认识,有助于增进理解大脑过度兴奋性调节的内在分子机制;也有利于推动相关疾病的机制研究与诊疗策略开发。